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《四川大学》 2006年
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超声辐照制备具有电磁功能的聚合物/无机纳米复合材料

邱桂花  
【摘要】: 本文将声化学技术应用于制备具有电磁功能的聚合物/无机纳米复合材料,利用超声空化效应产生的强烈分散、搅拌作用使无机纳米材料纳米分散的同时进行单体的原位聚合,制备了聚苯乙烯/Fe_3O_4、聚苯胺/Fe_3O_4、聚吡咯/Fe_3O_4和聚苯胺/碳纳米管等几种具有电磁功能的聚合物/无机纳米复合材料,研究了制备的复合材料的结构和性能,解决了聚合物/无机纳米复合材料制备过程中无机纳米材料的分散及与聚合物稳定复合的问题,为功能性聚合物/无机纳米复合材料的制备提供了一种新技术。 一、通过超声辐照引发Fe_3O_4存在时的苯乙烯细乳液聚合,成功地制备了聚苯乙烯(PS)/Fe_3O_4磁性复合乳液及复合材料。整个过程分为两步:稳定剂辅助下Fe_3O_4在单体中的分散和Fe_3O_4存在下超声辐照引发的细乳液聚合。研究了稳定剂类型和浓度、乳化剂浓度、助乳化剂浓度、超声功率、Fe_3O_4用量等因素对聚合反应速率,单体转化率及凝胶量的影响。结果表明,稳定剂Span-80浓度为2.5wt%时产生的凝胶量最少;提高乳化剂浓度,降低助乳化剂浓度使产生的凝胶量增多;提高超声功率聚合反应速率提高;Fe_3O_4的加入及用量的增加使聚合反应速率提高,其原因是Fe_3O_4提高了超声空化强度,并且可游离出Fe~(2+),与声致H_2O_2反应生成·OH,从而增加了引发聚合的自由基数目。研究了水的声致分解产物和H_2O_2产率,发现微量SDS和Fe~(2+)的存在降低了声致H_2O_2产率,推测超声引发乳液聚合的自由基的最主要的初始来源是水声致分解产生的自由基。Fe_3O_4存在下超声引发的细乳液聚合的动力学与常规细乳液聚合相似,不存在明显的恒速期。用TEM、GPC、
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